[實用新型]一種新型的高靜低動剛度的分段線性隔振器

有效

• 申請號: 201520216974.3
• 申請日: 2015-04-10
• 公開（公告）號: CN204512273U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 霍睿;張道坤;李淑穎;王志東
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F16F7/104
• 分類號: F16F7/104
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

技術領域

本實用新型屬于結構振動噪聲控制領域，尤其涉及一種新型的高靜低動剛度的分段線性隔振器。

背景技術

振動隔離是具有悠久發展歷史和廣泛工程應用的減振措施，目前使用最為廣泛的是線性隔振器。在振動隔離技術中，減小隔振器剛度是提高隔振效果的一般方法，但隔振器剛度不可以無限制降低，因為過于柔軟的隔振器受機器重力作用將出現很大的靜變形量，使系統穩定性變差。理想的隔振裝置應具有高的靜剛度和低的動剛度，高的靜剛度是保證系統安裝精度和穩定性的必要措施，盡可能低的動剛度才能保證盡可能高的隔振效果。

鑒于低頻隔振一直是比較困難的問題，為了提高隔振效果，一些非線性隔振器，如空氣彈簧、鋼絲繩隔振器等，在工程實際中的應用越來越廣泛。一般認為，非線性隔振器可以實現比線性隔振器更低的固有頻率。近年來在非線性隔振器技術的一些研究報道中，提及了一種負剛度機制，通過設計正負剛度并聯的非線性隔振器，實現高靜低動剛度隔振機理。例如，由斜向布置的薄壁梁和豎直彈簧并聯組成一種正負剛度并聯的彈性機構；或將一個機械彈簧與一對磁性彈簧并聯，當隔振對象偏離靜平衡位置時，由磁性彈簧提供負剛度機制。這些正負剛度并聯隔振器設計可以降低隔振器的基頻，從而改善中、低頻的隔振效果。但是這種隔振器的缺點是在靜平衡位置的穩定性差，外界載荷的變化可能使系統大幅度偏離平衡位置，因而不適用于對穩定性有嚴格要求的場合，如有發動機軸對中要求的系統。

當前非線性隔振器設計普遍存在一些問題：(1)在靜平衡位置的穩定性差，外界載荷的變化可能使系統大幅度偏離平衡位置；(2)在低頻階段的隔振效果不好。

實用新型內容

為了解決現有技術的缺點，本實用新型提供一種新型的高靜低動剛度的分段線性隔振器，該分段線性隔振器能夠實現高的靜剛度和低的動剛度性能要求，從而達到既保證靜平衡位置穩定性，又有效提高低頻隔振效果的目的。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種新型的高靜低動剛度的分段線性隔振器，包括上段彈簧、中間段彈簧和下段彈簧三段串聯的彈簧；

當隔振對象安裝在所述分段線性隔振器的上方時，上段彈簧產生靜壓縮量，中間段彈簧處于預壓縮狀態產生預壓縮量，且預壓縮量大于隔振對象重量，下段彈簧處于預拉伸狀態產生預拉伸量，且預拉伸量也大于隔振對象重量。

所述上段彈簧、中間段彈簧和下段彈簧均為線性彈簧，其剛度分別為K₁、K₂和K₃。

所述中間段彈簧的剛度K₂與下段彈簧的剛度K₃相等。

所述分段線性隔振器包括三種工作狀態：

當隔振對象安裝在所述分段線性隔振器的上方，上段彈簧產生靜壓縮量，此時分段線性隔振器處于靜平衡工作狀態，其剛度值k₁＝K₁；

當隔振對象產生振動時，向下的交變激勵與隔振對象重力之和大于中間段彈簧的預壓縮量時，隔振器處于壓縮工作狀態，其剛度值k₂滿足：

1k2=1K1+1K2]]>且k₂＜k₁；

當隔振對象產生振動時，向上的交變激勵與隔振對象重力之差大于下段彈簧的預拉伸量時，隔振器處于拉伸工作狀態，其剛度值k₃滿足：